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同步輻射光源在中國的發展,像是從零起步慢慢跑起來的那種。最早1990年,北京那個裝置投用,寄生在對撞機上,亮度跟蠟燭似的,只能看基本晶體排列。用戶免費用,但得等機器空閑。
合肥1990年也運行第二代,亮度像燈泡,能幫科學家多看些反應過程。用戶排隊,工程師調整參數,確保光束穩。2009年上海第三代上線,亮度探照燈級別,看清微米細節。儲存環大,電子轉圈出X射線。
用戶全國趕來,研究蛋白質結構或合金。團隊從學國外到自己改,積累經驗。懷柔項目2017年12月立項,占地976畝,原是空地。設計能量6GeV,發射度0.06nm·rad以下。三十多年,一代代裝置打基礎,實驗室常年忙碌。
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合肥上海用戶多,機時滿負荷。這些讓中國掌握技術,懷柔高能光源覆蓋300keV X射線,穿透力強。過去裝置優化能源材料、醫藥研發。用戶建議改進,確保實用。高能光源建成,帶動周邊發展,吸引人才。裝置不只科研,還拉動產業。
2019年6月29日,高能同步輻射光源在北京懷柔北部核心區開工。場地976畝,加速器包括直線加速器205米、增強器454米、儲存環1360米。團隊分組忙,物資運進。2020年初特殊時期,飯菜從附近園區要,堅持推進。
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基建澆混凝土,隧道挖開。2021年,直線加速器安裝,銅腔體放置支架,控制室電纜鋪設。增強器跟上,軌道對齊。磁鐵1776臺,重幾噸,誤差50微米。2022年,儲存環啟動安裝,多彎鐵結構融合梯度二極鐵和反向彎轉。
國產高頻系統166MHz超導模組組裝,低溫測試。真空盒試方案,讓電子束通暢。2023年3月14日,直線加速器滿能量出束,第一束電子加速。12月11日,最后磁鐵就位。光束線站一期14條用戶站加1測試站。
硬X射線成像線站建起,高相干光。鏡子系統固定。2024年3月27日,帶光聯調啟動,儲存環注入電子,束流穩定。8月6日,儲存環閉環。8月18日,流強超10mA,達12mA。10月12日,儲存環出光。
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2025年1月2日,增強器高能注入,強度達標。輪班調試,束流位置修正,用國產法蘭替進口,一年測試多次。9月29日,加速器測試通過,發射度0.0568nm·rad,亮度4.00×1021 phs/s/mm2/mrad2/0.1%BW。
10月14日,光束線站出光,全15條。10月29日,部分驗收過。12月31日,通過工藝驗收,性能領先。六年里,團隊克難,創新多彎鐵,儲存環48直線節,可容90條線站。
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高能光源的建設過程,說實話挺考驗人的耐力。開工那會兒,現場就忙著測繪土地,圖紙一遍遍改。直線加速器先上,部件到位后,技工吊裝固定。增強器環形大,磁鐵一臺臺抬進,調整位置。
誤差那么小,得用精密儀測。儲存環最復雜,單元多,電子發射度低到極致。真空系統關鍵,團隊多種辦法試,確保無阻。直線出束后,大家繼續推儲存環。流強一步步升,達標時標志加速器成功。
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光束線站并行建,鏡子鍍膜層層加。聯調時,電子注入,數據跳動調參數。驗收指標超預期,亮度全球最高。整個六年,中國團隊自主搞定關鍵件,不再卡脖子。裝置能量6GeV,高能X射線穿透厚不銹鋼,看清晶體格子。
比第三代亮百倍,太陽萬億倍。建設中,國產率高,法蘭等部件自產。用戶站15條,先期實驗已驗證性能。團隊不松懈,死磕細節,確保穩定。
這臺裝置不光亮度高,還高相干,時間分辨強。全球僅幾臺類似,中國首臺高能。六年從荒地到完工,速度快,質量穩。
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2025年12月31日,光源通過驗收,性能國際領先。計劃2026年起,逐步開放用戶,試用、普通、合作形式。平臺申請機時,面向科研和企業。亮度萬億倍太陽,看納米細節。飛機葉片裂紋掃描,晶格缺陷顯。
電池充放電,電子路徑清。癌細胞蛋白,原子級解析。航空材料耐高溫,弱點改。能源催化劑機制揭,清潔開發推。新材料納米復合評估,產業升級快。全球材料變,中國掌握核心,其他國家追。
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用戶國內外來,實驗忙。太帕高壓研究,時間分辨捕變化。地球深部相變模擬。芯片缺陷定位,產量升。醫藥分子交互視,周期短。食品污染物分布,確保品質。
共享加大,企業傾斜,轉化科技。團隊維護,升級設備。二期線站征集,擴容。懷柔活力增,實驗室多。十年內,成果推自立。工程師傳棒,細節磕。裝置轉實惠,電子產品好,交通安全。
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這臺光源開放后,材料科學肯定大變樣。中國高能裝置領先,別人得跟上。航空航天材料更可靠,能源環境研究精準,生物醫藥新藥速出。
全球格局里,中國方案亮眼,合作多。用戶反饋持續改,線站增到45條。裝置公共,非商業免費,人才聚。科技自立靠這些重器,基礎研究和工業并重。材料格局崩,重構中中國占位。
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